 |
Законы отражения и преломления.
|
|
|
|
Волновое уравнение и его решение в виде бегущей волны. Соотношения между параметрами волнового процесса (длина волны, волновое число, частота, период, фазовая скорость).
Волновое уравнение и его решение в виде бегущей волны.
-возмущение в волне, меняющееся в пространстве и времени; возмущения малы, свойства среды не меняются под воздествием волны и волновое уравнение линейно:
-волновое уравнение;
- возмущение в волне, бегущее вдоль одной пространственной координаты:
- одномерное волновое уравнение;
- решение в виде бегущей волны, где
- волна, бегущая вправо, а 
- волна, бегущая влево.
Соотношения между параметрами волнового процесса (длина волны, волновое число, частота, период, фазовая скорость).
- фазовая скорость; [ ] = м/с;
- длина волны; [ ] = м; 
;
Т – период; [ T ] = c; 
;
k – волновое число; [ k ] = 1/м; 
;
- частота колебаний; [ ] = 1/c = Гц; 
;
- циклическая (круговая) частота; [ ]=рад/с; 
;
Акустические волны. Формула и для скорости звука в воздухе и ее величина. Порог слышимости.
Акустические волны.
- соотношение между возмущением плотности 
в звуковой и давлением 
в среде;
(из приближений линейной акустики);
с – скорость звука в среде;
Формула и для скорости звука в воздухе и ее величина.
;
- скорость звука в среде;
- равновесная плотность;
- сжимаемость c;
- скорость звука в газах;
(из-за того, что процессы сжатия и растяжения в звуковой волне быстры по сравнению с теплопередачей, и их можно считать адиабатическими)
- давление в равновесном состоянии; при нормальных атмосферных условиях 
;
- показатель адиабаты; в воздухе 
;
(при нормальных атмосферных условиях)
|
|
|
Следовательно, скорость звука в воздухе
.
Порог слышимости.
; 
;
z – импеданс среды, волновое сопротивление среды; 
;
Шкала электромагнитных волн. Длина волны видимого света. Скорость света в вакууме.
Шкала элетромагнитных волн.
| Название диапазона | Длины волн, λ | Частоты, ν | Источники | |
| Радиоволны | Сверхдлинные | 100 — 10 км | 3 — 30 кГц | Атмосферные явления. Переменные токи в проводниках и электронных потоках (колебательные контуры). |
| Длинные | 10 км — 1 км | 30 кГц — 300 кГц | ||
| Средние | 1 км — 100 м | 300 кГц — 3 МГц | ||
| Короткие | 100 м — 10 м | 3 МГц — 30 МГц | ||
| Ультракороткие | < 10 м | > 30 МГц | ||
| Оптическое излучение | Инфракрасное (тепловое) | 760 нм — 2 мм | > 1,5×1011 Гц (11 октав) | Излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. |
| Видимое (видимый свет) | 400—760 нм | (1 октава) | ||
| Ультрафиолетовое | 10 — 400 нм | < 3×1016 Гц (5 октав) | Излучение атомов под воздействием ускоренных электронов. | |
| Жёсткие лучи | Рентгеновские | 10 — 10−2нм | 3×1016 — 6×1019 Гц | Атомные процессы при воздействии ускоренных заряженных частиц. |
| Гамма | 10−1 — 10−6 нм | 3×1020 — 1023 | Ядерные и космические процессы, радиоактивный распад. |
Длина волны видимого света.
Видимая область лежит в диапазоне от 
до 
;
;
;
Наибольшая чувствительность человеческого зрения при
\
Скорость света в вакууме.
- скорость распространения электромагнитной волны в СИ;
- электрическая постоянная;
- магнитная постоянная;
- диэлектрическая проницаемость среды (в вакууме =1);
- магнитная проницаемость среды (в вакууме =1);
Следовательно, скорость света в вакууме:
.
Волновой механизм возникновения давления электромагнитных волн. Величина светового давления.
Волновой механизм возникновения давления электромагнитных волн.
- давление электромагнитной волны для полностью поглощающей среды;
|
|
|
- единичный вектор в направлении волнового вектора k падающей волны;
- вектор нормали к поверхности;
- объемная плотность энергии в падающей волне;
- давление электромагнитной волны в случае нормального падения на поверхность среды с коэффициентом отражения 
.
Величина светового давления.
dF = [j, B]d(Omega)
Законы отражения и преломления. Полное внутреннее отражение. Волоконно-оптические линии связи.
Законы отражения и преломления.
Закон Снеллиуса:
- показатель преломления среды, из которой свет падает на границу раздела;
- показатель преломления среды, в которую свет падает, пройдя границу раздела;
- угол падения света – угол между падающим на поверхность лучом и нормалью к поверхности;
- угол преломления света – угол между прошедшим через поверхность лучом и нормалью к поверхности.
|
|
|
